3,378 matches
-
de microscoape electronice (STEM - Scanning Transmision Electron Microscope), dar și tipuri noi de microscoape, cum ar fi microscopul electronic cu baleiaj prin tunelare (STM - Scanning Tunneling Microscope). 2.1. Fenomene produse la interacțiunea unui fascicul de electroni cu substanța Un fascicul de electroni care cade pe suprafața unei probe va produce la locul de impact un număr de interacțiuni specifice (figura 1) cu atomii din probă. Aceste interacțiuni se pot grupa în: * interacțiuni elastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
Un fascicul de electroni care cade pe suprafața unei probe va produce la locul de impact un număr de interacțiuni specifice (figura 1) cu atomii din probă. Aceste interacțiuni se pot grupa în: * interacțiuni elastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar cu nucleele atomilor din probă; * interacțiuni neelastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar cu electronii atomilor din probă. În urma interacțiunii electronilor din fasciculul primar cu proba sunt generate următoarele particule și unde electromagnetice: * electroni Auger - sunt produși ca
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
de impact un număr de interacțiuni specifice (figura 1) cu atomii din probă. Aceste interacțiuni se pot grupa în: * interacțiuni elastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar cu nucleele atomilor din probă; * interacțiuni neelastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar cu electronii atomilor din probă. În urma interacțiunii electronilor din fasciculul primar cu proba sunt generate următoarele particule și unde electromagnetice: * electroni Auger - sunt produși ca urmare a unor procese de ionizare internă a atomilor probei, când are loc o
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
din probă. Aceste interacțiuni se pot grupa în: * interacțiuni elastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar cu nucleele atomilor din probă; * interacțiuni neelastice - determinate de interacțiunea electronilor din fasciculul primar cu electronii atomilor din probă. În urma interacțiunii electronilor din fasciculul primar cu proba sunt generate următoarele particule și unde electromagnetice: * electroni Auger - sunt produși ca urmare a unor procese de ionizare internă a atomilor probei, când are loc o rearanjare a electronilor din învelișul electronic urmată de expulzarea unui electron
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
urmată de expulzarea unui electron de energie caracteristică speciei atomice care l-a emis; * electroni secundari - sunt electroni expulzați din atomii probei în urma unor procese de interacțiune neelastică între aceștia și electronii din fasicolul primar; electroni retroîmprăștiați - sunt electroni din fasciculul primar, care, în urma unei serii de ciocniri elastice cu atomii din probă, reușesc să părăsească proba prin suprafața pe care a avut loc impactul fasciculului primar cu proba; * radiație X caracteristică - este emisă de atomii din probă, atunci când un atom
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
de interacțiune neelastică între aceștia și electronii din fasicolul primar; electroni retroîmprăștiați - sunt electroni din fasciculul primar, care, în urma unei serii de ciocniri elastice cu atomii din probă, reușesc să părăsească proba prin suprafața pe care a avut loc impactul fasciculului primar cu proba; * radiație X caracteristică - este emisă de atomii din probă, atunci când un atom excitat în urma interacțiunii neelastice cu electronii primari revine la starea fundamentală. Lungimea de undă a radiației X emise, respectiv energia sa, depinde de specia atomică
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
electronii incidenți sunt absorbiți în probă în urma pierderii treptate de energie ca urmare a ciocnirilor neelastice cu atomii din probă. Dacă proba este legată la masă, atunci prin probă apare un curent de electroni absorbiți; * electroni transmiși - sunt electroni din fasciculul primar, care, în anumite condiții de grosime a probei, pot să străbată proba; * catodoluminiscență - reprezintă emisia de radiație electromagnetică în domeniul vizibil, determinată de unele procese de recombinare electron-gol, apărând în cazul materialelor semiconductoare. 2.2. Informații rezultate din interacțiunea
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
obține informații este de maxim 5 µm; * dacă proba este legată la masă electronii absorbiți pot produce un curent de electroni absorbiți. Intensitatea acestui curent depinde de natura atomilor din probă, de grosimea probei și de orientarea ei față de axa fasciculului incident. Curentul de electroni absorbiți oferă informații despre topografia suprafeței și despre compoziția chimică a probei, cu o rezoluție tipică de 500 Ǻ. * electronii transmiși prin probă, mai rar utilizați în SEM, pot oferi informații despre structura cristalină a probei
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
informații privind timpul de viață al purtătorilor majoritari de sarcină și asupra adâncimii de difuzie a elementelor active din materialele semiconductoare. 2.3. Microscopul electronic de baleiaj Schema de principiu a MSE-ului (figura 3) este prezentată în figura 4. Fasciculul de electroni are o traiectorie verticală prin coloana principală a microscopului. El trece printr-un sistem de lentile, care-l focalizează și concentrează pe suprafața probei, până la secțiuni de ordinul 1÷5 nm în diametru. Fasciculul traversează o serie de
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
prezentată în figura 4. Fasciculul de electroni are o traiectorie verticală prin coloana principală a microscopului. El trece printr-un sistem de lentile, care-l focalizează și concentrează pe suprafața probei, până la secțiuni de ordinul 1÷5 nm în diametru. Fasciculul traversează o serie de spirale de scanare situate în lentila obiectiv, care determină mișcarea de baleiere a fasciculul pe o arie dreptunghiulară de pe proba de analizat. De îndată ce fascicolul de electroni lovește suprafața probei electronii retrodifuzați și cei secundari încep să
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
printr-un sistem de lentile, care-l focalizează și concentrează pe suprafața probei, până la secțiuni de ordinul 1÷5 nm în diametru. Fasciculul traversează o serie de spirale de scanare situate în lentila obiectiv, care determină mișcarea de baleiere a fasciculul pe o arie dreptunghiulară de pe proba de analizat. De îndată ce fascicolul de electroni lovește suprafața probei electronii retrodifuzați și cei secundari încep să fie expulzați din probă. Detectorii îi captează și-i transformă intr-un semnal, care este trimis pe un
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
imaginea. Proba este așezată în camera probei, într-un suport special, care permite 5 grade de libertate: două de rotație și trei de translație. Componentele microscopului electronic cu baleiaj pot fi grupate în patru sisteme: * sistemul de iluminare/imagine - produce fasciculul de electroni și-1 focalizează pe probă. Fasciculul de electroni este produs de un filament (catod), cel mai adesea acesta fiind sub formă de „U”, din tungsten. Anodul, legat la pământ, atrage electronii emiși de catod și îi accelerează spre
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
un suport special, care permite 5 grade de libertate: două de rotație și trei de translație. Componentele microscopului electronic cu baleiaj pot fi grupate în patru sisteme: * sistemul de iluminare/imagine - produce fasciculul de electroni și-1 focalizează pe probă. Fasciculul de electroni este produs de un filament (catod), cel mai adesea acesta fiind sub formă de „U”, din tungsten. Anodul, legat la pământ, atrage electronii emiși de catod și îi accelerează spre proba de analizat; * sistemul de culegere a informațiilor
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
imaginea nu este formată nici de electronii care provin de la tunul electronic și care sunt focalizați pe probă și nici de electronii (sau radiațiile) care emerg din probă în urma interacțiunii electroniprobă. Imaginea în SEM este formată de un al treilea fascicul de electroni, produs de tubul catodic al unui monitor TV. În SEM imaginea este o imagine convențională, abstractă, ea este de fapt o hartă a probei, construită electronic. Fasciculul de electroni ajunge la prima bobină de baleiaj și este deflectat
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
interacțiunii electroniprobă. Imaginea în SEM este formată de un al treilea fascicul de electroni, produs de tubul catodic al unui monitor TV. În SEM imaginea este o imagine convențională, abstractă, ea este de fapt o hartă a probei, construită electronic. Fasciculul de electroni ajunge la prima bobină de baleiaj și este deflectat față de axa optică. A doua bobină de baleiaj produce o nouă deflexie, astfel că fasciculul își schimbă direcția și traversează axa optică. Această dublă deflexie face ca fasciculul să
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
o imagine convențională, abstractă, ea este de fapt o hartă a probei, construită electronic. Fasciculul de electroni ajunge la prima bobină de baleiaj și este deflectat față de axa optică. A doua bobină de baleiaj produce o nouă deflexie, astfel că fasciculul își schimbă direcția și traversează axa optică. Această dublă deflexie face ca fasciculul să baleieze suprafața probei, așezată sub bobinele de baleiaj. În același timp fasciculul de electroni produs de tubul catodic al monitorului TV va baleia suprafața ecranului acestuia
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
electronic. Fasciculul de electroni ajunge la prima bobină de baleiaj și este deflectat față de axa optică. A doua bobină de baleiaj produce o nouă deflexie, astfel că fasciculul își schimbă direcția și traversează axa optică. Această dublă deflexie face ca fasciculul să baleieze suprafața probei, așezată sub bobinele de baleiaj. În același timp fasciculul de electroni produs de tubul catodic al monitorului TV va baleia suprafața ecranului acestuia. Cele două mișcări de baleiere sunt perfect sincronizate întrucât ele sunt conduse de
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
față de axa optică. A doua bobină de baleiaj produce o nouă deflexie, astfel că fasciculul își schimbă direcția și traversează axa optică. Această dublă deflexie face ca fasciculul să baleieze suprafața probei, așezată sub bobinele de baleiaj. În același timp fasciculul de electroni produs de tubul catodic al monitorului TV va baleia suprafața ecranului acestuia. Cele două mișcări de baleiere sunt perfect sincronizate întrucât ele sunt conduse de același generator de baleiaj. Astfel se realizează o corespondență biunivocă între punctele de pe
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
de baleiaj. Astfel se realizează o corespondență biunivocă între punctele de pe suprafața baleiată a probei și punctele ecranului TV și, ca urmare, fiecărui punct de pe suprafața baleiată îi corespunde o poziție unică pe ecranul TV. În fiecare punct de pe probă fasciculul va staționa un timp determinat de viteza cu care se face baleierea. În timpul acestei staționări electronii din fascicul interacționează cu proba și au loc procesele fizice descrise în paragraful 2.2. Timpul necesar de interacțiune pentru un electron dat este
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
TV și, ca urmare, fiecărui punct de pe suprafața baleiată îi corespunde o poziție unică pe ecranul TV. În fiecare punct de pe probă fasciculul va staționa un timp determinat de viteza cu care se face baleierea. În timpul acestei staționări electronii din fascicul interacționează cu proba și au loc procesele fizice descrise în paragraful 2.2. Timpul necesar de interacțiune pentru un electron dat este mult mai mic decât timpul de staționare, astfel încât, atunci când electronii părăsesc punctul respectiv, interacțiunea pentru acel punct este
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
atunci când electronii părăsesc punctul respectiv, interacțiunea pentru acel punct este completă. În funcție de informația care se dorește, se poate folosi unul sau altul din detectorii din figura 5. Semnalul primit de la detectori este amplificat și folosit pentru a modula în intensitate fasciculul care cade pe ecranul TV. În acest mod, fiecărui punct de pe probă îi este asociat un punct pe ecran și luminozitatea acestui punct este în legătură cu valoarea semnalului dat de către detector, caracterizând interacțiunea electron-probă. Interacțiunea fascicol probă variază de la punct la
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
de 15÷25 mm și o înălțime de 15÷20 mm, funcție de tipul microscopului. Probele examinate în SEM trebuie să fie conductoare electric, în caz contrar proba încărcându-se electrostatic cu electronii absorbiți, potențialul negativ creat perturbând mișcarea electronilor din fasciculul incident și producând descărcări electrice între probă și suportul probei, fapt ce determină formarea unei imagini instabile. Probele care nu sunt conductoare electric (materiale ceramice, probe biologice, etc.) pot fi examinate doar după o metalizare prealabilă. Această operație presupune depunerea
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
oxizilor și fisurilor. Se poate observa structura poroasă a materialului sinterizat (figura 17). Structura de domenii magnetice (prin observarea contrastului magnetic) a unui material feromagnetic este importantă pentru aprecierea performanțelor acestuia (figura 18). Diversitatea fenomenelor ce apar la impactul unui fascicul de electroni cu suprafața unui material oferă nu numai informații legate de „imaginea” probei, ci și unele privind compoziția chimică elementară a acesteia sau a stratului ei superficial. În cadrul microscopiei electronice de baleiaj s-au dezvoltat două metode de microanaliză
Tehnici de analiză în ingineria materialelor by Ioan Rusu () [Corola-publishinghouse/Science/91606_a_93480]
-
care durează miliardimi de secundă și trec aproape cu viteza luminii, nu este un lucru ușor. Acceleratorul de la Geneva va studia cărămizile fundamentale de construcție a tuturor lucrurilor și va revoluționa concepțiile noastre despre materie ș Univers. În LHC două fascicule de particule subatomice numite “hadroni” se vor mișca în sensuri opuse acumulând energie la fiecare rotație. Prin ciocnirea frontală a celor două fascicule la energii foarte înalte, se vor reproduce condițiile care au existat imediat după Big Bang. Rezultatele experimentelor
SIMPOZIONUL NAȚIONAL. CREATIVITATE ȘI MODERNITATE ÎN ȘCOALA ROMÂNEASCĂ by Stana Mariana () [Corola-publishinghouse/Science/91750_a_92821]
-
de construcție a tuturor lucrurilor și va revoluționa concepțiile noastre despre materie ș Univers. În LHC două fascicule de particule subatomice numite “hadroni” se vor mișca în sensuri opuse acumulând energie la fiecare rotație. Prin ciocnirea frontală a celor două fascicule la energii foarte înalte, se vor reproduce condițiile care au existat imediat după Big Bang. Rezultatele experimentelor vor arăta dacă mecanismul Higgs este corect, câți bosoni Higgs există și care este masa lor. Există dimensiuni superioare? De ce există o violare
SIMPOZIONUL NAȚIONAL. CREATIVITATE ȘI MODERNITATE ÎN ȘCOALA ROMÂNEASCĂ by Stana Mariana () [Corola-publishinghouse/Science/91750_a_92821]